SCHEDA DATI PER OFFERTA FORMATIVA PUBBLICA DI CUI AL PUNTO 1.2 DELLA CIRCOLARE MINISTERIALE N 187 DELL 11 GIUGNO 2008 Insegnamento: Sistemi di controllo Modulo di: Fondamenti di automatica N crediti/n ore 6 CFU/60 ore Docente titolare: Carla Seatzu Qualifica RICERCATORE SSD di appartenenza ING-INF/04 Struttura di afferenza DIP. ING. ELETTRICA/ELETTRONICA Telefono 070-675-5759 e-mail seatzu@diee.unica.it Orario di ricevimento Su appuntamento Sito web docente http://www.diee.unica.it/~seatzu/info.html Curriculum scientifico POSIZIONE ATTUALE Ricercatore Universitario Confermato (ING-INF/04) presso il Dip. Ing. Elettrica ed Elettronica, Facoltà di Ingegneria, Università di Cagliari (dal Marzo 2005). POSIZIONI PRECEDENTEMENTE RICOPERTE Lug. 2000 Feb. 2002: Assegnista di ricerca (K04X) per il progetto dal titolo Identificazione e ricostruzione dello stato di sistemi ad eventi discreti mediante reti di Petri (resp. scientifico: A. Giua), Dip. Ing. Elettrica ed Elettronica, Facoltà di Ingegneria, Università di Mar. 2002 Feb. 2005: Ricercatore universitario non confermato (ING-INF/04) presso il Dip. Ing. Elettrica ed Elettronica, Facoltà di Ingegneria, Università di FORMAZIONE Febbraio 1996: Laurea in Ingegneria Elettrica (110/110 e lode), Università di Tesi: "Le trasformazioni di Lyapunov nella stabilizzazione dei sistemi lineari tempo-varianti. Un applicazione al problema della movimentazione dei carichi sospesi" (relatore: Prof. G. Usai, Univ. di Cagliari). Giugno 1996: Esame di Stato per Ingegnere, Università di Gennaio 2000: Dottorato di Ricerca in Ingegneria Elettronica ed Informatica, Università di Tesi: "Decentralized control of open-channel hydraulic systems" (relatore: Prof. G. Usai, Univ. di Cagliari). Corsi post-laurea rilevanti: - Scuola Nazionale CIRA per Dottorato sui temi: automazione industriale, reti neurali, controllo fuzzy e algoritmi genetici, 14-19 luglio 1997, Centro Residenziale Universitario di Bertinoro (Forlì). - Scuola Nazionale CIRA per Dottorato sui temi: modellistica e controllo attivo delle strutture flessibili; sistemi non lineari, 12-18 luglio 1998, Centro Residenziale Universitario di Bertinoro (Forlì). ATTIVITÀ SVOLTA
Attività scientifica Ho lavorato principalmente nei seguenti campi dell Automatica. Sistemi ad eventi discreti: È questo uno dei campi di ricerca nel quale attualmente sono maggiormente attiva e che ha avuto inizio durante il mio dottorato in seguito alla collaborazione con il Prof. Giua. Più precisamente, nell ambito dei sistemi ad eventi discreti, mi sono dedicata alla studio di una classe particolare di modelli, le reti di Petri, analizzando il problema della ricostruzione dello stato, dell'identificazione, del controllo, dell allocazione ottima delle risorse e della diagnosi di guasto. Sistemi ibridi: Il secondo settore di ricerca su cui sto lavorando attivamente da diversi anni è la modellazione, il controllo e l analisi dei sistemi ibridi. Il primo obiettivo della mia ricerca è stato ed è tuttora, quello di porre le reti di Petri ibride come nuovo modello di riferimento al fianco degli automi ibridi. Il secondo obiettivo della ricerca è stato il controllo ottimo dei sistemi a commutazione. In contributo principale in proposito è stato quello di dimostrare che per una classe particolare di sistemi a commutazione l ottimizzazione di un indice quadratico si risolve con una legge di retroazione dello stato che può essere calcolata in modo ricorsivo. Curriculum di Carla Seatzu - Cagliari, 27 Settembre 2010 1 Controllo di sistemi meccanici: Il controllo di sistemi meccanici è stato per me oggetto di studio a partire dalla tesi di laurea. In questo ambito l attenzione è stata principalmente rivolta all applicazione di metodologie classiche al controllo di sistemi meccanici, validando poi il progetto mediante simulazione. In particolare, la ricerca ha riguardato il progetto di sospensioni per veicoli stradali e il controllo di gru per la movimentazione di carichi sospesi. Sistemi di controllo interconnessi: Negli ultimi anni mi sono anche occupata dello studio di sistemi di controllo interconnessi. In particolare, ho lavorato alla definizione di algoritmi decentralizzati per la risoluzione del problema del consenso nella media, sia nel caso in cui lo stato di ciascun nodo sia continuo, sia nel caso in cui invece ad ogni nodo siano assegnati dei task a cui corrispondono valori interi e in generale diversi tra loro. Infine, ho affrontato il problema della stima decentralizzata degli autovalori del Laplaciano di una rete di un sistema multi-agente. Controllo decentralizzato di canali a pelo libero: Tale argomento di ricerca è stato da me approfondito durante i tre anni di dottorato, essendo anche oggetto della tesi finale. È stato condotto in parte in maniera autonoma e in parte in collaborazione con ricercatori del gruppo
Contenuto schematico del corso di insegnamento Obiettivi formativi e risultati attesi (secondo i descrittori di Dublino) di automatica dell Università di Cagliari che per diversi anni se ne sono occupati anche per conto di enti locali di gestione delle risorse idriche. Il mio principale contributo in proposito è stato quello di fornire delle leggi di controllo decentralizzate che permettessero la gestione dell intero canale in base a sole informazioni locali, garantendo al tempo stesso soddisfacenti prestazioni del sistema globale. J1] A. Giua, C. Seatzu, G. Usai, Observer-controller design for cranes via Lyapunov equivalence, Automatica, Vol. 35, No. 4, pp. 669-678, April 1999 (Brief Paper). [J2] C. Seatzu, Design and robustness analysis of decentralized constant volume-control for open channels, Applied Mathematical Modelling, No. 6, pp. 479-500, June 1999. [J3] A. Giua, C. Seatzu, G. Usai, Semiactive suspension design with an optimal gain switching target, Vehicle System Dynamics, Vol. 31, No. 4, ISDN 0042-3114, pp. 213-232, April 1999. [J4] C. Seatzu, Design of decentralized constant-volume controllers for open-channels by solving a least squares problem, International Journal of Systems Science, Vol. 31, N. 6, pp. 759-770, June 2000. [J5] C. Seatzu, A fitting based method for parameter estimation in S-Systems, Dynamic Systems and Applications, Vol. 9, N. 1, ISSN 1056-2176, pp. 77-98, March 2000. L obiettivo del corso è quello di fornire le basi allo studio dell Automatica, con particolare attenzione ai sistemi modellati in termini di variabili ingresso-uscita. Per i sistemi a ingresso e uscita singola, lineari e stazionari vengono anche presentate le principali tecniche di sintesi nel dominio della frequenza, oltre ai regolatori industriali di più largo utilizzo, ossia i PID. Indicatore conoscenza e capacità di comprensione Grazie al rigore metodologico proprio delle materie scientifiche lo studente matura competenze e capacità di comprensione tali da permettergli di acquisire conoscenze di base fondamentali per il prosieguo degli studi. Indicatore capacità di applicare la conoscenza e capacità di comprensione L impostazione didattica prevede che la formazione teorica sia accompagnata da esempi ed applicazioni che sollecitano la partecipazione attiva, l attitudine propositiva e la capacità di elaborazione autonoma. Indicatore autonomia di giudizio Lo studio dei sistemi dinamici sviluppa la capacità di valutare i risultati, selezionare quali sono le informazioni rilevanti e quali approssimazioni sono appropriate. Indicatore abilità comunicatitive Lo sviluppo di esercitazioni in gruppo richiede che lo studente acquisisca capacità di comunicare sia i risultati ottenuti sia i problemi incontrati.
Articolazione del corso Indicatore capacità di apprendere autonomamente L utilizzo del software Matlab quale strumento per l analisi e la sintesi dei sistemi dinamici permette allo studente di autoapprendere simulando il comportamento dei sistemi allo studio. Introduzione (lezioni: 5 ore, esercitazioni: 2 ore) 7 ore Definizione di sistema e modello. Introduzione ai problemi oggetto di studio nell ambito dell Automatica. Rappresentazione mediante equazioni differenziali e mediante equazioni di stato. Classificazione dei modelli. 2. Analisi nel dominio del tempo (lezioni: 7 ore, esercitazioni: 2 ore) 9 ore Sistemi SISO descritti da modelli IU. Equazione omogenea e modi. Calcolo dell evoluzione libera. Classificazione dei modi. Risposta impulsiva. Integrale di Duhamel. Risposta forzata a partire dall integrale di Duhamel. 3. Analisi nel dominio di s (lezioni: 8 ore, esercitazioni: 4 ore) 12 ore Le trasformate di Laplace: definizioni, proprietà fondamentali, antitrasformazione, risoluzione di equazioni differenziali mediante le trasformate di Laplace. Analisi dei modelli IU mediante le trasformate di Laplace: risposta libera e risposta forzata. Funzione di trasferimento. Forme fattorizzate della funzione di trasferimento. Studio della risposta forzata ad ingressi canonici. La risposta a regime permanente e la risposta transitoria. Risposta indiciale. 4. Analisi nel dominio della frequenza (lezioni: 5 ore, esercitazioni: 2 ore) 7 ore Risposta armonica. Diagramma di Bode. Parametri caratteristici della risposta armonica e azioni filtranti. 5. Stabilità (lezioni: 6 ore, esercitazioni: 2 ore) 8 ore Stabilità BIBO. Criterio di Routh. I sistemi interconnessi. Sistemi in retroazione. Vantaggi rispetto ai sistemi a ciclo aperto. I diagrammi di Nyquist. Analisi dei sistemi in retroazione mediante il criterio di Nyquist. Margini di guadagno e margini di fase. 6. Precisione di sistemi di controllo (lezioni: 5 ore, esercitazioni: 2 ore) 7 ore Studio della fedeltà di risposta. Sistemi di asservimento e di regolazione. Studio del comportamento in regime permanente. Classi di precisione. Le proprietà transitorie e i legami globali. 7. Sintesi dei sistemi di controllo (lezioni: 6 ore, esercitazioni: 4 ore) 10 ore Sintesi per tentativi nel dominio di omega per gli asservimenti. Correzione con reti anticipatrici, reti attenuatrici e reti miste. I regolatori industriali e le azioni P, I, D. Predisposizione dei regolatori. Metodi di Ziegler e Nichols.
Propedeuticità Indicare le discipline considerate propedeutiche o consigliate come tali. Per gli insegnamenti del 1 anno, 1 semestre, i requisiti sono quelli indicati nel contenuto della prova di accesso Anno di corso e semestre 2 anno 1 semestre Testi di riferimento A. Giua, C. Seatzu, Analisi dei sistemi dinamici, Springer- Verlag Italia, 2005. S. Sanna, Appunti di Controlli Automatici. G. Marro, Controlli Automatici, Zanichelli, 2004. Modalità di erogazione Tradizionale dell insegnamento Sede Via Marengo, 2 Modalità di frequenza Obbligatoria/facoltativa (cancellare il termine che non interessa) Metodi di valutazione Prova scritta/prova orale/prove in itinere (cancellare i termini che non interessano) Calendario prove d esame Da compilare a cura della Presidenza Organizzazione della didattica 42 ore di lezione, 18 ore di esercitazione Eventuali attività di supporto alla Il docente può indicare se utilizza dottorandi e assegnisti didattica nell ambito della loro attività istituzionale e in quali orari. La Presidenza inserirà i dati relativi ad eventuali tutor, una volta assegnati e stabiliti gli orari